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Geração de biblioteca para conversão enzimática de biomassa a partir de metagenoma do solo

Processo: 08/58037-9
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Jovens Pesquisadores
Vigência: 01 de maio de 2009 - 30 de abril de 2014
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Bioquímica - Biologia Molecular
Pesquisador responsável:Fábio Márcio Squina
Beneficiário:Fábio Márcio Squina
Instituição-sede: Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovações (Brasil). Campinas , SP, Brasil
Auxílios(s) vinculado(s):10/18198-3 - Biologia de sistemas das interações microbianas na decomposição do bagaço de cana, AV.EXT
Bolsa(s) vinculada(s):13/09541-4 - Estudos genômicos da expressão gênica global de Aspergillus niger crescido em bagaço e colmo de cana-de-açúcar, BP.MS
13/03061-0 - Caracterização de frações de lignina extraídas do bagaço de cana-de-açúcar com propriedades antioxidantes, BP.DR
12/19040-0 - Caracterização da expressão gênica do fungo Neurospora crassa na desconstrução do bagaço de cana de açúcar, BP.PD
+ mais bolsas vinculadas 12/18859-5 - Desenvolvimento de um modelo enzimático para desconstrução da parede celular de bagaço de cana de açúcar, BP.PD
11/14200-6 - Estudos funcionais de hemicelulases microbianas com potencial aplicação biotecnológica em biorrefinarias de biomassas hemicelulósicas, BP.MS
11/02169-7 - Aspergillus nidulans como modelo para expressão heteróloga de celulases e hemicelulases, BP.PD
10/11469-1 - Desenvolvimento de uma biblioteca de enzimas a partir de metagenoma de solo, BP.DD - menos bolsas vinculadas
Assunto(s):Enzimas  Solos  Metagenoma  Conversão de biomassa  Bioenergia 
Publicação FAPESP:https://media.fapesp.br/bv/uploads/publicacoes/pasta_bioen_jun2012_54.pdf

Resumo

A mudança gradual do petróleo para recursos de biomassa renováveis é geralmente vista como uma importante contribuição para o desenvolvimento de uma sociedade industrial sustentável e o manejo eficaz de emissões de gases de efeito estufa. Materiais lignocelulósicos são fontes abundantes e baratas de energia armazenada na biosfera. Assim, a conversão de biomassa em açúcares como matéria-prima avançou para a linha de frente da indústria de biocombustíveis. No entanto, a sacarificação de biomassa vegetal é um processo complexo e demorado, principalmente em razão da recalcitrância inerente e da heterogeneidade complexa dos polímeros que formam as paredes das células vegetais. A biomassa lignocelulósica precisa passar por uma etapa de pré-tratamento intensivo, após a qual enzimas são usadas para quebrar a biomassa polissacarídea em açúcar simples adequado para a fermentação e a produção de etanol. Visando a exploração total dos polissacarídeos da parede da célula vegetal como uma fonte de energia ambientalmente renovável, um extenso repertório de enzimas hidrolíticas desempenharia importante papel para a produção de biocombustíveis. O objetivo desta proposta é a geração de um kit de ferramentas de enzimas lignocelulósicas com uma ampla gama de aplicações biotecnológicas, incluindo seu uso como atores para o desenvolvimento de estratégias para a produção de etanol de segunda geração. A prospecção dessas enzimas será feita a partir do metagenoma do solo, que contempla uma estratégia pioneira para a prospecção de enzimas de conversão de biomassa a partir de microrganismos não convencionalmente cultiváveis. Adicionalmente, este estudo pode contribuir intensivamente para o desenvolvimento do campo da bioenergia ao melhorar técnicas para a rápida detecção de hidrólise usando eletroforese capilar e implementando a expressão de genes heterólogos em fungos filamentosos. (AU)

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Publicações científicas (27)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
COLUSSI, FRANCIELI; DA SILVA, VIVIAM M.; MILLER, IAN; COTA, JUNIO; DE OLIVEIRA, LEANDRO C.; DE OLIVEIRA NETO, MARIO; SQUINA, FABIO M.; GARCIA, WANIUS. Oligomeric state and structural stability of two hyperthermophilic beta-glucosidases from Thermotoga petrophila. Amino Acids, v. 47, n. 5, p. 937-948, . (12/21054-9, 12/03503-0, 08/58037-9, 11/13242-7)
DE OLIVEIRA, LEANDRO C.; DA SILVA, VIVIAM M.; COLUSSI, FRANCIELI; CABRAL, ALINE D.; DE OLIVEIRA NETO, MARIO; SQUINA, FABIO M.; GARCIA, WANIUS. Conformational Changes in a Hyperthermostable Glycoside Hydrolase: Enzymatic Activity Is a Consequence of the Loop Dynamics and Protonation Balance. PLoS One, v. 10, n. 2, . (12/21054-9, 12/03503-0, 08/58037-9, 11/13242-7)
MANDELLI, F.; FRANCO CAIRO, J. P. L.; CITADINI, A. P. S.; BUECHLI, F.; ALVAREZ, T. M.; OLIVEIRA, R. J.; LEITE, V. B. P.; PAES LEME, A. F.; MERCADANTE, A. Z.; SQUINA, F. M.. The characterization of a thermostable and cambialistic superoxide dismutase from Thermus filiformis. Letters in Applied Microbiology, v. 57, n. 1, p. 40-46, . (11/17658-3, 08/58037-9)
SQUINA, FABIO MARCIO; PRADE, ROLF ALEXANDER; WANG, HONGLIANG; MURAKAMI, MARIO TYAGO. Expression, purification, crystallization and preliminary crystallographic analysis of an endo-1,5-alpha-L-arabinanase from hyperthermophilic Thermotoga petrophila. ACTA CRYSTALLOGRAPHICA SECTION F-STRUCTURAL BIOLOGY COMMUNICATIONS, v. 65, n. 9, p. 902-905, . (08/58037-9)
COTA, JUNIO; CORREA, THAMY L. R.; DAMASIO, ANDRE R. L.; DIOGO, JOSE A.; HOFFMAM, ZAIRA B.; GARCIA, WANIUS; OLIVEIRA, LEANDRO C.; PRADE, ROLF A.; SQUINA, FABIO M.. Comparative analysis of three hyperthermophilic GH1 and GH3 family members with industrial potential. NEW BIOTECHNOLOGY, v. 32, n. 1, p. 13-20, . (11/13242-7, 12/21054-9, 08/58037-9, 10/18198-3)
FRANCO CAIRO, JOAO PAULO L.; OLIVEIRA, LEANDRO C.; UCHIMA, CRISTIANE A.; ALVAREZ, THABATA M.; CITADINI, ANA PAULA DA S.; COTA, JUNIO; LEONARDO, FLAVIA COSTA; COSTA-LEONARDO, ANA M.; CARAZZOLLE, MARCELO F.; COSTA, FERNANDO F.; et al. Deciphering the synergism of endogenous glycoside hydrolase families 1 and 9 from Coptotermes gestroi. Insect Biochemistry and Molecular Biology, v. 43, n. 10, p. 970-981, . (12/19040-0, 11/08609-9, 11/20977-3, 10/11469-1, 08/58037-9, 11/13242-7)
ALVAREZ, THABATA M.; PAIVA, JOICE H.; RUIZ, DIEGO M.; CAIRO, JOAO PAULO L. F.; PEREIRA, ISABELA O.; PAIXAO, DOUGLAS A. A.; DE ALMEIDA, RODRIGO F.; TONOLI, CELISA C. C.; RULLER, ROBERTO; SANTOS, CAMILA R.; et al. Structure and Function of a Novel Cellulase 5 from Sugarcane Soil Metagenome. PLoS One, v. 8, n. 12, . (09/08312-6, 11/20977-3, 10/11469-1, 13/13309-0, 08/58037-9)
BRAGATTO, J.; SEGATO, F.; SQUINA, F. M.. Production of xylooligosaccharides (XOS) from delignified sugarcane bagasse by peroxide-HAc process using recombinant xylanase from Bacillus subtilis. INDUSTRIAL CROPS AND PRODUCTS, v. 51, p. 123-129, . (08/58037-9)
CONTESINI, FABIANO JARES; LIBERATO, MARCELO VIZONA; RUBIO, MARCELO VENTURA; CALZADO, FELIPE; ZUBIETA, MARIANE PALUDETTI; RIANO-PACHON, DIEGO MAURICIO; SQUINA, FABIO MARCIO; BRACHT, FABRICIO; SKAF, MUNIR S.; DAMASIO, ANDRE RICARDO. Structural and functional characterization of a highly secreted alpha-L-arabinofuranosidase (GH62) from Aspergillus nidulans grown on sugarcane bagasse. BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-PROTEINS AND PROTEOMICS, v. 1865, n. 12, p. 1758-1769, . (14/15403-6, 12/20549-4, 13/08293-7, 14/04105-4, 14/23051-2, 08/58037-9, 13/24988-5)
HAHN SCHNEIDER, WILLIAN DANIEL; GONCALVES, THIAGO AUGUSTO; UCHIMA, CRISTIANE AKEMI; DOS REIS, LAISA; FONTANA, ROSELEI CLAUDETE; SQUINA, FABIO MARCIO; PINHEIRO DILLON, ALDO JOSE; CAMASSOLA, MARLI. Comparison of the production of enzymes to cell wall hydrolysis using different carbon sources by Penicillium echinulaturn strains and its hydrolysis potential for lignocelullosic biomass. Process Biochemistry, v. 66, p. 162-170, . (08/58037-9)
FRANCO CAIRO, JOAO P. L.; CARAZZOLLE, MARCELO F.; LEONARDO, FLAVIA C.; MOFATTO, LUCIANA S.; BRENELLI, LIVIA B.; GONCALVES, THIAGO A.; UCHIMA, CRISTIANE A.; DOMINGUES, ROMANIA R.; ALVAREZ, THABATA M.; TRAMONTINA, ROBSON; et al. Expanding the Knowledge on Lignocellulolytic and Redox Enzymes of Worker and Soldier Castes from the Lower Termite Coptotermes gestroi. FRONTIERS IN MICROBIOLOGY, v. 7, . (15/06971-3, 14/10351-8, 12/19040-0, 11/20977-3, 10/11469-1, 08/50114-4, 14/20576-7, 08/58037-9, 13/03061-0, 14/50371-8, 06/59086-8)
DE LIMA DAMASIO, ANDRE RICARDO; RUBIO, MARCELO VENTURA; GONCALVES, THIAGO AUGUSTO; PERSINOTI, GABRIELA FELIX; SEGATO, FERNANDO; PRADE, ROLF ALEXANDER; CONTESINI, FABIANO JARES; DE SOUZA, AMANDA PEREIRA; BUCKERIDGE, MARCOS SILVEIRA; SQUINA, FABIO MARCIO. Xyloglucan breakdown by endo-xyloglucanase family 74 from Aspergillus fumigatus. Applied Microbiology and Biotechnology, v. 101, n. 7, p. 2893-2903, . (11/02169-7, 08/58037-9, 12/20549-4, 14/18714-2)
ALVAREZ, THABATA MARIA; LIBERATO, MARCELO VIZONA; FRANCO CAIRO, JOO PAULO L.; PAIXO, DOUGLAS A. A.; CAMPOS, BRUNA M.; FERREIRA, MARCEL R.; ALMEIDA, RODRIGO F.; PEREIRA, ISABELA O.; BERNARDES, AMANDA; EMATSU, GABRIELA C. G.; et al. A Novel Member of GH16 Family Derived from Sugarcane Soil Metagenome. Applied Biochemistry and Biotechnology, v. 177, n. 2, p. 304-317, . (10/11469-1, 08/58037-9)
PIMENTEL, AGNES C.; EMATSU, GABRIELA C. G.; LIBERATO, MARCELO V.; PAIXAO, DOUGLAS A. A.; FRANCO CAIRO, JOAO PAULO L.; MANDELLI, FERNANDA; TRAMONTINA, ROBSON; GANDIN, CESAR A.; DE OLIVEIRA NETO, MARIO; SQUINA, FABIO M.; et al. Biochemical and biophysical properties of a metagenome-derived GH5 endoglucanase displaying an unconventional domain architecture. International Journal of Biological Macromolecules, v. 99, p. 384-393, . (16/01926-2, 14/06923-6, 10/11469-1, 14/12861-3, 14/04105-4, 08/58037-9)
HAHN SCHNEIDER, WILLIAN DANIEL; GONCALVES, THIAGO AUGUSTO; UCHIMA, CRISTIANE AKEMI; COUGER, MATTHEW BRIAN; PRADE, ROLF; SQUINA, FABIO MARCIO; PINHEIRO DILLON, ALDO JOSE; CAMASSOLA, MARLI. Penicillium echinulatum secretome analysis reveals the fungi potential for degradation of lignocellulosic biomass. BIOTECHNOLOGY FOR BIOFUELS, v. 9, . (14/06923-6, 12/19040-0, 08/58037-9)
CAMPOS, BRUNA MEDEIA; LIBERATO, MARCELO VIZONA; ALVAREZ, THABATA MARIA; ZANPHORLIN, LETICIA MARIA; EMATSU, GABRIELA CRISTINA; BARUD, HERNANE; POLIKARPOV, IGOR; RULLER, ROBERTO; GILBERT, HARRY J.; DE MATTOS ZERI, ANA CAROLINA; et al. A Novel Carbohydrate-binding Module from Sugar Cane Soil Metagenome Featuring Unique Structural and Carbohydrate Affinity Properties. Journal of Biological Chemistry, v. 291, n. 45, p. 23734-23743, . (13/06336-0, 10/11469-1, 14/04105-4, 08/58037-9)
MANDELLI, F.; BRENELLI, L. B.; ALMEIDA, R. F.; GOLDBECK, R.; WOLF, L. D.; HOFFMAM, Z. B.; RULLER, R.; ROCHA, G. J. M.; MERCADANTE, A. Z.; SQUINA, F. M.. Simultaneous production of xylooligosaccharides and antioxidant compounds from sugarcane bagasse via enzymatic hydrolysis. INDUSTRIAL CROPS AND PRODUCTS, v. 52, p. 770-775, . (13/03061-0, 12/18859-5, 08/58037-9, 11/14200-6)
DAMASIO, ANDRE R. L.; RUBIO, MARCELO V.; OLIVEIRA, LEANDRO C.; SEGATO, FERNANDO; DIAS, BRUNO A.; CITADINI, ANA P.; PAIXAO, DOUGLAS A.; SQUINA, FABIO M.. Understanding the Function of Conserved Variations in the Catalytic Loops of Fungal Glycoside Hydrolase Family 12. Biotechnology and Bioengineering, v. 111, n. 8, p. 1494-1505, . (11/13242-7, 08/58037-9, 12/12859-3)
DIOGO, JOSE A.; HOFFMAM, ZAIRA B.; ZANPHORLIN, LETICIA M.; COTA, JUNIO; MACHADO, CARLA B.; WOLF, LUCIA D.; SQUINA, FABIO; DAMASIO, ANDRE R. L.; MURAKAMI, MARIO T.; RULLER, ROBERTO. Development of a chimeric hemicellulase to enhance the xylose production and thermotolerance. Enzyme and Microbial Technology, v. 69, p. 31-37, . (13/10443-7, 08/58037-9, 11/14200-6)
DAMASIO, ANDRE R. L.; PINTO BRAGA, CLEITON MARCIO; BRENELLI, LIVIA B.; CITADINI, ANA PAULA; MANDELLI, FERNANDA; COTA, JUNIO; DE ALMEIDA, RODRIGO FERREIRA; SALVADOR, VICTOR HUGO; ALVAREDO PAIXAO, DOUGLAS ANTONIO; SEGATO, FERNANDO; et al. Biomass-to-bio-products application of feruloyl esterase from Aspergillus clavatus. Applied Microbiology and Biotechnology, v. 97, n. 15, p. 6759-6767, . (09/17956-4, 11/02169-7, 08/58037-9)
COTA, JUNIO; OLIVEIRA, LEANDRO C.; DAMASIO, ANDRE R. L.; CITADINI, ANA P.; HOFFMAM, ZAIRA B.; ALVAREZ, THABATA M.; CODIMA, CARLA A.; LEITE, VITOR B. P.; PASTORE, GLAUCIA; DE OLIVEIRA-NETO, MARIO; et al. Assembling a xylanase-lichenase chimera through all-atom molecular dynamics simulations. BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-PROTEINS AND PROTEOMICS, v. 1834, n. 8, p. 1492-1500, . (11/02169-7, 08/58037-9, 11/13242-7)
TRAMONTINA, ROBSON; FRANCO CAIRO, JOAO PAULO L.; LIBERATO, MARCELO V.; MANDELLI, FERNANDA; SOUSA, AMANDA; SANTOS, SAMANTHA; RABELO, SARITA CANDIDA; CAMPOS, BRUNA; IENCZAK, JACIANE; RULLER, ROBERTO; et al. The Coptotermes gestroi aldo-keto reductase: a multipurpose enzyme for biorefinery applications. BIOTECHNOLOGY FOR BIOFUELS, v. 10, . (12/20549-4, 14/20576-7, 14/04105-4, 08/58037-9, 13/06336-0)
GOLDBECK, ROSANA; DAMASIO, ANDRE R. L.; GONCALVES, THIAGO A.; MACHADO, CARLA B.; PAIXAO, DOUGLAS A. A.; WOLF, LUCIA D.; MANDELLI, FERNANDA; ROCHA, GEORGE J. M.; RULLER, ROBERTO; SQUINA, FABIO M.. Development of hemicellulolytic enzyme mixtures for plant biomass deconstruction on target biotechnological applications. Applied Microbiology and Biotechnology, v. 98, n. 20, p. 8513-8525, . (13/18910-3, 12/18859-5, 08/58037-9)
SEGATO, FERNANDO; DAMASIO, ANDRE R. L.; DE LUCAS, ROSYMAR C.; SQUINA, FABIO M.; PRADE, ROLF A.. Genomics Review of Holocellulose Deconstruction by Aspergilli. MICROBIOLOGY AND MOLECULAR BIOLOGY REVIEWS, v. 78, n. 4, p. 588-613, . (13/18910-3, 12/20549-4, 08/58037-9, 10/18198-3)
HOFFMAM, ZAIRA B.; OLIVEIRA, LEANDRO C.; COTA, JUNIO; ALVAREZ, THABATA M.; DIOGO, JOS A.; NETO, MARIO DE OLIVEIRA; CITADINI, ANA PAULA S.; LEITE, VITOR B. P.; SQUINA, FABIO M.; MURAKAMI, MARIO T.; et al. Characterization of a Hexameric Exo-Acting GH51 alpha-l-Arabinofuranosidase from the Mesophilic Bacillus subtilis. MOLECULAR BIOTECHNOLOGY, v. 55, n. 3, p. 260-267, . (10/51890-8, 08/58037-9, 11/13242-7, 11/17658-3, 11/14200-6)
ALVAREZ, THABATA M.; GOLDBECK, ROSANA; DOS SANTOS, CAMILA RAMOS; PAIXAO, DOUGLAS A. A.; GONCALVES, THIAGO A.; FRANCO CAIRO, JOAO PAULO L.; ALMEIDA, RODRIGO FERREIRA; PEREIRA, ISABELA DE OLIVEIRA; JACKSON, GEORGE; COTA, JUNIO; et al. Development and Biotechnological Application of a Novel Endoxylanase Family GH10 Identified from Sugarcane Soil Metagenome. PLoS One, v. 8, n. 7, . (11/20977-3, 10/11469-1, 08/58037-9)
FRANCO CAIRO, JOAO PAULO L.; LEONARDO, FLAVIA C.; ALVAREZ, THABATA M.; RIBEIRO, DANIELA A.; BUECHLI, FERNANDA; COSTA-LEONARDO, ANA M.; CARAZZOLLE, MARCELO F.; COSTA, FERNANDO F.; PAES LEME, ADRIANA F.; PEREIRA, GONCALO A. G.; et al. Functional characterization and target discovery of glycoside hydrolases from the digestome of the lower termite Coptotermes gestroi. BIOTECHNOLOGY FOR BIOFUELS, v. 4, . (10/11469-1, 08/50114-4, 06/59086-8, 08/58037-9)

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COMPOSIÇÃO DE ENZIMAS LIGNOCELULOLÍTICAS, MÉTODO DE CONVERSÃO ENZIMÁTICA E VETOR DE EXPRESSÃO DE UMA SUPERÓXIDO DISMUTASE BR1020150172567 - Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM) ; Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) ; Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (UNESP) . Falsarella Carazzole; Fernanda Mandelli; Jose Geraldo Da Cruz Pradella; Thabata Maria Alvarez; Flávia Costa Leonardo; Fernando Ferreira Costa; Ana Maria Costa Leonardo; Robson Tramontina; Livia Beatriz Brenelli De Paiva; Thiago Augusto Gonçalves; Diogo Robl - 20 de julho de 2015

COMPOSITION OF LIGNOCELLULOLYTIC ENZYMES, ENZYMATIC CONVERSION METHOD AND SUPEROXIDE DISMUTASE EXPRESSION VECTOR PCT/BR2016/000069 - Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM) ; Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) ; Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (UNESP) . Gonçalo Amarante Guimarães Pereira; João Paulo Lourenço Cairo; Fábio Marcio Squina; Marcelo Falsarella Carazzole; Fernanda Mandelli; José Geraldo da Cruz Pradella; Thabata Maria Alvarez; Flávia Costa Leonardo; Fernando Ferreira Costa; Ana Maria Costa Leonardo; Robson Tramontina; Livia Beatriz Brenelli de Paiva; Thiago Augusto Gonçalves; Diogo Robl - 18 de julho de 2016